[发明专利]布置在气流纺纱机的操作单元的电磁轴承和驱动系统中的纺纱转杯及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种布置在气流纺纱机的操作单元的电磁轴承和驱动系统中的纺纱转杯，包括安装在中空承载体的一端的两侧开口纺纱杯，沿着承载体的圆周布置有铁磁环，具有磁轴承的功能，并且在承载体的腔中定位有环形永久磁铁，永久磁铁是多极磁铁或者由若干个段组成用于电驱动器的功能。

背景技术

WO2008/080372描述了一种气流纺纱机的纺纱机构，包括纺纱转杯，纺纱转杯同轴地安装在径向电磁轴承和电磁轴承及驱动系统的电磁功能部件上，用于电磁功能部件的主动悬浮和定心，其以能够移动且能够旋转的方式安装在径向电磁轴承的定子和电旋转驱动器的定子之间的空间中。由径向电磁轴承的定子的磁场和电驱动器的定子的磁场两者对功能部件所处的空间作用，并且电磁功能部件包括对于电旋转驱动器和径向电磁轴承公用的部件，它们可以在径向电磁轴承的定子的磁场和电旋转驱动器的定子的磁场中找到。

纺纱转杯是气流纺纱机的每个操作单元的主要工作部件，其包括多个并排布置的操作单元，其中每个操作单元用来独立地生产纱线。挑出纺织纤维以未示出的已知方式供给到纺纱转杯的一侧，在那里由这些纤维生产纱线并且然后通过纺纱转杯的另一侧牵拉纱线。纺纱转杯具有入口孔，挑出纤维的传送通道延续到入口孔中，并且纺纱转杯的内部空间从入口孔扩宽成产生纺纱转杯的内部空间的最宽部分的凝聚槽。使用凝聚槽来将挑出纤维集束成纤维带，纤维带借助纺纱转杯的旋转而以已知的方式被搓捻成纱线。在纺纱转杯的后部中形成有与入口孔同轴布置的出口孔。纱线的中空牵拉喷嘴插入到出口孔中，纺出纱线借由牵拉机构从纺纱转杯输送通过牵拉喷嘴。通常，纺纱转杯具有竖直旋转轴线，而其入口孔定位在底部并且出口孔定位在顶部。

径向电磁轴承的功能部件及电磁轴承和驱动系统的电旋转驱动器的功能部件包括环形承载体，其在示出的实施例中由一个环组成，所述环由铝合金制成，但是它也可以由其他材料制成。纺纱转杯安装在环形承载体的一侧。在另一侧，在环形承载体内部布置有形成为环形形状的驱动永久磁铁，其由多段组成或者由以对应方式被多极磁化的整块制成，驱动永久磁铁形成旋转电驱动器的旋转部件，其定子安装在驱动永久磁铁内部。在旋转电驱动器的马达的定子中具有孔，在孔中同轴地布置有牵拉管和牵拉喷嘴。沿着承载体的外周牢固地安装有具有电磁功能的铁磁环，其形成径向电磁轴承的旋转部件，其定子环绕转杯的铁磁环，从而与径向电磁轴承的定子中的铁磁环相对地布置有稳定电磁铁，其包括极靴、稳定线圈架和磁芯，磁芯由稳定永久磁铁形成。稳定电磁铁的每个稳定线圈架和磁芯的一部分从上方由作为上部铁磁板的一部分的上极靴交叠，并且从下方由作为下部铁磁板一部分的下极靴交叠。

该方案的一个缺点是铁磁环抵靠径向电磁轴承的极靴的未限定位置，这使得难以实现纺纱转杯在电磁轴承中的布置的所需硬度。在具有较大单位长度质量的纺织纱线的抽拉期间，并且进一步由于在纺纱转杯附近负压的不均布分布，使得纺纱转杯在其操作期间可能发生振动，从而对纺纱操作和电能消耗具有负面影响。

第二个缺点是用作承载体的材料的非铁磁材料的相对较高弹性，该材料在安装期间在纺纱转杯的高速下不能以承载体将支承旋转电驱动器的马达的永久磁铁的方式预加载，并且因此补偿离心力在永久磁铁上的冲击，其抗拉强度受到限制。

第三个缺点是系统的旋转部件和固定部件之间的间隙的变化宽度，这可能引起湍气流，这在高速下在能量消耗方面是不期望的。

发明内容

本发明的目的在于消除上述缺点，并且设计一种能够在非常高的速度下使用的纺纱转杯。

本发明的目标由根据本发明的纺纱转杯来实现，其原理在于承载体由铁磁材料制成，并且在承载体的供纺纱杯安装的端部上，承载体装配有外周缘，紧邻外周缘沿着承载体的外周布置有非铁磁环，紧邻非铁磁环沿着承载体的外周布置有铁磁环。也可以紧邻铁磁环在其另一侧布置另一个非铁磁环。

承载体的外周缘和作为径向电磁轴承的磁铁圆周的一部分的铁磁环形成极靴，并且在主动悬浮和定心期间形成径向电磁轴承的定子的极靴的相反极，由此更加精确得多地确定纺纱转杯沿着轴向方向的位置，从而显著地提高电磁轴承的硬度，并且与此同时使能量消耗最少，并且在转杯偏斜或倾斜的情况下更快速地实现系统的反应。外周缘和铁磁环之间的非铁磁环，并且可以是铁磁环和转杯的上缘之间的非铁磁环用来减少由于湍气流导致的损失，并且结果使得减少能量消耗。替代地，因此能够提出一种不具有非铁磁环的纺纱转杯。